基于生態理念開展農田水利工程設計的研究

張美玲

（威寧彝族回族苗族自治縣水務局，貴州 威寧 553100）

0 引言

目前在各行各業的發展中都要遵循生態理念，對于農田水利工程設計而言，遵循生態理念，構建符合時代發展特征的農田水利工程，是現代化農業發展中的一項必然要求。生態理念下的農田水利工程設計能夠提升農田水利工程的環保、節能與高效性。基于生態理念，立足實際情況開展農田水利工程設計，始終圍繞生態理念開展建設工作，有利于實現農業生產與生態環境的和諧發展。

1 農田水利工程中生態理念的含義

生態理念是遵循綠色發展理念，以可持續發展為原則，對農田水利工程進行優化與改進，實現農業生產與生態環境的和諧發展。水利工程是對河流與其他自然水資源進行人為改造，提升水資源的分配合理性，為農業生產與人民日常生活提供用水保障。同時能夠充分利用水資源，減少自然水旱災害。在現代化農業發展中，為了保證農業生產的用水需求，必須要加大農田水利工程建設力度，同時遵循生態理念，實現人與自然的和諧相處[1]。在農田水利工程的設計與施工中，需要全面考慮水利工程建設對生態環境造成的各項影響，盡量避免破壞農田基本輪廓，保護水源地以及農田水利工程周邊的生態環境。在全球氣候升溫的背景下，水資源日益短缺，環境污染不斷加劇，對人們的日常生產與生活用水帶來了威脅。我國雖然加大了水利工程建設力度，但是由于傳統農田水利施工存在諸多弊端，導致水利工程對生態環境造成了較大破壞。而基于生態理念下的農田水利工程能夠大幅提升水資源的利用率，減少農田水利施工對生態環境與水源地造成的破壞。

2 生態水利工程介紹

生態水利工程是在現代化農業背景下提出的一項全新水利工程結構，是生態工程與水利工程的結合，目前得到了人們的廣泛關注與研究。生態水利工程設計，以生態學為基礎，在具備水利工程基礎功能的前提下，要求滿足人類的可持續發展需求，維護自然生態系統穩定[2]。在這一視角下，建設生態水利工程的目的是保護農田、水利工程周邊的生態環境，將水利工程與河流治理、污染治理相結合，實現自然資源的可持續發展。生態水利工程能夠在保障農業生產與人們日常生活用水的基礎上，做到水資源的合理分配，避免出現旱澇災害，促進社會經濟的發展。

3 生態理念下的農田水利工程設計

3.1 水文地質勘探

在農田水利工程的設計過程中，環境勘探是前期準備工作中的關鍵，開展環境勘探工作，能夠保障農田水利工程設計中的科學性，同時也有利于生態理念在農田水利工程設計中的落實。農田水利工程設計前的環境勘探工作，具體是對農田水利工程施工地區水文特點、降水情況、河流、湖泊、地下水狀態進行全面的勘探調查，并對目標水域內的水資源性質進行取樣與化驗分析[3]。由于我國地域廣闊，各個地區都具有不同的自然環境特征，所以對于農田水利設施建設而言，一定要做好相應的水文勘探工作，確保農田水利施工中的科學性與合理性。基于生態理念下的農田水利工程設計，需要將水利工程與整體自然條件之間的和諧作為出發點，為了使農田水利工程能夠具備抵抗突發自然災害的能力，就要對當地的氣候條件與環境特征進行多方面調查分析，并對調查結果進行總結，可采取居民走訪調查、實地勘探調查與資料文獻調查的方式，對當地的水文環境與自然生態特征加以了解，更深一步的了解當地的水文地質環境，確保水文資料的真實性與有效性，實現農田水利工程建設與當地自然生態環境間的和諧共處。

3.2 農田水利工程結構設計

結構設計是農田水利工程設計中的一項關鍵內容，結構設計中要始終堅持生態理念，將施工方案與水文勘探結果進行詳細對比，使施工項目能夠與生態環境融為一體，并嚴格遵循施工標準[4]。在農田水利工程中，堤岸結構設計能夠有效降低洪澇災害發生概率，能夠起到有效的防災減災效果，同時也具有顯著的生態保護效果。在堤岸結構設計中，要與水文環境勘探結果相結合，分析當地的降水情況、水文流向與生態環境結構等因素進行堤岸結構設計，確保堤岸設計具有穩定性并且效果良好，科學合理的堤岸設計，能夠有效減少自然災害所帶來的損失。基于生態環境理念下的堤岸結構設計，要融入綠色施工建設理念，使工程設計具有環境保護功能[5]。可以將水源凈化與固土樹木等設計方案融入堤岸結構設計中，在堤岸周圍增大綠色植物的覆蓋面積，打造有效的堤岸綠色防護體系，使堤岸能夠抵御由于水源增長所帶來的一系列問題。在設計階段要考慮到施工過程可能對周圍生態環境造成的影響與破壞，打造環境與生態工程相互協調、相互促進、共同發展的農田水利工程體系。

在農田水利結構設計中，河道的改造方案將會對整個工程的建設與應用情況帶來直接影響。在農田水利工程設計中，河道改造是很難避免的，在河道改造規劃中，要對當地的水文條件與地質地貌進行分析，同時也要考慮當地動植物的生存空間，預測在河道改造后，是否會影響當地動植物的正常生存，盡量將河道改造所帶來的負面影響降到最低。除此之外，河道改造也要滿足國家生態環境發展要求，加強對河道岸線資源的保護，達到可持續利用的目標。

在農田水利工程設計中具有一定的復雜性特征，因此在岸坡防護工程的設計中，要立足于施工區域的具體情況，將施工地區的生態平衡與生態穩定作為基礎條件，重視岸坡結構設計中的材料選擇，尤其是在選用混凝土等不透水材料時，要事先分析這些材料可能對環境造成的不利影響，強化細節控制，持續優化與改進設計方案，落實生態理念。

3.3 灌溉設計

在農田水利工程設計中，灌溉設計是保證農業生產正常進行的前提，合理的灌溉方案，能夠確保農業生產獲得充足的水資源。在具體的設計中，要做好統籌規劃，在旱季要控制灌溉時間、灌溉方式，確保農作物能夠吸收到充足的水分。雨季要及時排除田間多余的水分，避免農田中發生洪澇現象[6]。結合農田中所種植農作物的生長習性，合理調控灌溉方案，避免灌溉方式不當對農作物造成損害。

3.4 施工設計

基于生態理念下，要對農田水利工程施工中的各項細節進行優化控制。農田水利工程施工會對當地的生態環境產生較大影響，若缺乏有效的控制，將會對當地的生態環境造成一定程度的破壞。在農田水利工程施工中，為了貫徹落實生態理念，就要對施工過程進行優化管控，采用資源節約型施工方案，選用綠色的、環境友好型的施工材料與設備，控制施工過程中產生的環境污染與噪聲污染。加強環保意識，樹立綠色發展觀念，做好水土保持措施，保護周邊的自然環境，避免破壞生態平衡。基于生態理念下的農田水利工程設計，要堅持節能化施工設計，盡量實現水資源的循環與高效利用，如在農業灌溉中充分考慮農田生態系統的結構與功能，充分發揮出當地水資源的利用率。在農田水利工程的施工階段，要加強施工細節控制，如施工材料的放置、施工環節的協調以及施工材料與設備的運輸等都要立足于生態環境保護，全方面落實生態環境理念，打造綠色環保安全的施工環境。

3.5 施工團隊管理

施工團隊的管理也是基于生態理念下農田水利工程設計中必須要關注的問題。在傳統農田水利工程設計中，由于缺乏先進的施工技術與科學施工管理，導致整體工作效率低下，嚴重影響了生態理念下農田水利工程的建設發展。基于生態理念下的農田水利工程設計，需要高素質的農業技術人員，主動引入新技術體育新材料，打造高質量的農田水利工程施工團隊。除此之外，在農田水利工程建設團隊中要大力宣傳生態理念，加強綠色生態知識教育，鼓勵施工人員主動學習生態水利工程施工技術，共同探索新工藝、新方法，貫徹落實生態理念下的農田水利工程施工設計。建設單位要定期組織施工人員學習生態理念知識，并融入跨學科與多學科合作應用的研究，特邀生態保護專家與科技專家舉辦講座，并邀請專家參與到農田水利工程設計中，指導施工團隊更好的落實生態理念，確保農田水利工程建設滿足生態發展的各項需要。

3.6 自然災害抵抗設計

基于生態理念下的農田水利工程設計，要考慮農田水利設施的災害抵抗能力。在農田水利工程自然災害抵抗能力的構建方面，要注重工程設計和生態環境的結合，在農業與生態研究中發現，自然環境中很多生態群落對生態環境有著良好的保護作用，長期發展中起到了固土固沙、調節氣候的功能，充分利用生態群落的環境保護功能，能夠提升水利工程設施的自然災害抵抗能力[7]。因此在農田水利工程設計中，可融入當地的生態群落，打造具有特色的生態圈，引入特色植物與動物，并為其創設良好的生活空間。在農田水利工程附近布置自然保護牌，鼓勵周邊居民與農業生產人員自發參與的環境保護工作中，自覺維護農田水利工程以及周邊的生態環境。

3.7 運用新型生態材料與技術

在社會不斷發展的背景下，生態理念已經在社會的各行各業中得到了推廣與落實，生態環境技術實現了市場化應用。如在材料市場中，當前已經出現了大量的綠色環保型材料，如植草專用磚、應用于護岸的石籠、膜袋等。除此之外，傳統的水閘技術也得到了革新，翻板閘、鋼板閘等結構使用簡單，效果優異，目前已經在農田水利工程中得到了廣泛運用。這些新材料與新技術的出現，極大地改善了傳統農田水利工程建設中的弊端與問題，同時也為我國的水利事業帶來了良好的經濟效益。但需要注意的是這些新材料新技術，由于投入市場時間較短，在實際使用中可能對水利工程建設質量造成一定影響，因此在實際應用中，需要嚴格按照材料與技術的特性合理選用，為后續的建設起到科學借鑒與指導作用。

3.8 應用智能化技術

當前時代發展呈現出了明顯的智能化特征，在生態農田水利工程建設中也要應用智能化技術。目前我國大部分地區都已實現了農業現代化生產，因此在農田水利工程的建設中，也要大力開展信息化與數字化建設。如在農田水利工程的灌溉控制中，可以利用傳感器與自動控制技術對農田的干濕度進行自動檢測，并檢測農田中病蟲害情況，對農田、水利工程的灌溉工作進行合理優化。基于生態保護理念，在農田水利工程中增設自動監控系統，能夠實時監控水利工程是否遭到人為或外界環境的破壞，同時也能夠評估水利工程的運行狀況，分析水利工程的運行與周圍環境是否產生矛盾。農田水利工程建設中，應用BIM 技術建立三維模型，對工程施工進行智能化控制與評估，預測施工過程中可能對周邊環境造成的影響與破壞。

3.9 塘堰規劃設計

在污染治理與生態保護中，塘堰工程能夠發揮出積極作用，塘堰能夠實現生態能量的循環利用，并能起到防洪灌溉的效果，除此之外，在農田水利工程設計中采取塘堰設計，有助于進一步提升當地的物種多樣性、調節局部小氣候并有效控制農田中的農藥殘留。在塘堰設計中需要控制塘堰的蓄水量保持在一定范圍內。對于面積較大的地塊，需要修建多個塘堰時，就需要考慮如何讓各個塘堰之間形成連通關系。對于一些分布在耕地中間、存在著嚴重淤積并且蓄水量較少的小型堰塘，可采取填塞、整理的方式，將其轉化為耕地。對于一些分布較為集中的堰塘，可在現有的基礎上對其進行加深與擴展處理，保證規劃后區域水面率不會減少。

4 結語

現階段我國的水利工程已經基本上滿足了人民群眾的正常用水需求，在此基礎上要解決農田水利工程施工運行中對生態環境造成的影響，要從源頭出發，堅持生態理念開展農田水利工程設計與建設，確保農田水利工程與生態環境之間實現和諧相處。在順應自然發展的客觀規律條件下，充分地發揮出農田水利工程的生態環保作用與經濟價值。